(57)【要約】  本発明は、ライダセンサ用の偏向装置（３０）であって、光学的主要素（３１）と、少なくとも１つの光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）とを備え、偏向装置（３０）は、ライダセンサの視野（２００）を所定の範囲にわたって照明するように構成されており、光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて、視野（２００）の所定の数の像点（Ｐ）が所定の範囲にわたって位置決め可能である、偏向装置（３０）に関する。
2019502122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライダセンサ用の偏向装置（３０）であって、
光学的主要素（３０）と、
少なくとも１つの光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）と、
を備え、
前記偏向装置（３０）は、前記ライダセンサの視野（２００）を所定の範囲にわたって照明するように構成されており、
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて、前記視野（２００）の所定の数の像点（Ｐ）が所定の範囲にわたって位置決め可能である、偏向装置（３０）。
【請求項２】
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）は、前記光学的主要素（３０）の角部領域に配置されている、請求項１に記載の偏向装置（３０）。
【請求項３】
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて、前記視野（２００）の水平方向の伸長が拡張可能である、請求項１又は２に記載の偏向装置（３０）。
【請求項４】
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて位置決めされた前記視野（２００）の像点（Ｐ）は、縦長に形成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の偏向装置（３０）。
【請求項５】
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）は、反射式光学要素又は屈折式光学要素又は回折式光学要素として構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の偏向装置（３０）。
【請求項６】
前記偏向装置（３０）は、反射式及び／又は屈折式及び／又は回折式光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を有している、請求項５に記載の偏向装置（３０）。
【請求項７】
前記偏向装置（１００）は、当該偏向装置（３０）と前記視野（２００）との間の所定の距離からのみ位置決めされる特性を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の偏向装置（３０）。
【請求項８】
前記偏向装置（３０）と前記視野（２００）との間の距離は、前記偏向装置（３０）の光学的伸長の約１０倍である、請求項７に記載の偏向装置（３０）。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の偏向装置（３０）を備えているライダセンサ。
【請求項１０】
ライダセンサ用の偏向装置（３０）を製造するための方法であって、
光学的主要素（３０）を準備するステップと、
少なくとも１つの光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を準備するステップと、
を備え、
前記偏向装置（３０）を用いて所定の視野（２００）が照明可能になるように、前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を前記光学的主要素（３０）との関係において配置し、
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて、前記視野（２００）の所定の数の像点が所定の範囲にわたって位置決め可能である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライダセンサ用の偏向装置に関する。さらに、本発明は、ライダセンサに関する。さらに、本発明は、ライダセンサ用の偏向装置を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術
従来技術において、（例えば自動車分野における）ライダセンサが公知である。この公知のライダセンサは、偏向ミラー（又は透過光学系）を介して送信光を周辺に誘導し、その際に反射されたビームを検出する。この場合、ミラー又は結像系は、平らな面又は「単純に」湾曲した面であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発明の開示
本発明の課題は、ライダセンサ用の改善された偏向装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、ライダセンサ用の偏向装置であって、
−光学的主要素と、
−少なくとも１つの光学的位置決め要素と、
を備え、
−偏向装置は、ライダセンサの視野を所定の範囲にわたって照明するように構成されており、
−光学的位置決め要素を用いて、視野の所定の数の像点が所定の範囲にわたって位置決め可能である、
偏向装置が提供される。
【０００５】
これによって、好ましくは、ライダセンサの照明領域を特別に拡張することができ、特に、可動マイクロミラーの限られた可動性を補足可能となることが支援される。これによって、高分解能ではないが、縁部領域内の物体又は人の存在を認識することができる、視野の縁部領域を照明することが可能になる。このようにして、提案された偏向装置を有するライダセンサを備えた自動車の安全性を、好適に向上させることができる。
【０００６】
第２の態様によれば、前記課題は、ライダセンサ用の偏向装置を製造するための方法によって解決され、この方法は、
−光学的主要素を準備するステップと、
−少なくとも１つの光学的位置決め要素を準備するステップと、
を備え、
−偏向装置を用いて所定の視野が照明可能になるように、光学的位置決め要素を光学的主要素との関係において配置し、
−光学的位置決め要素を用いて、視野の所定の数の像点が所定の範囲にわたって位置決め可能である、
方法である。
【０００７】
偏向装置の好ましい実施形態は、従属請求項の対象である。
【０００８】
偏向装置の好ましい実施形態は、光学的位置決め要素が光学的主要素の角部領域に配置されることを特徴とする。これにより、光学的主要素の主照明領域の特別に定めることが可能な拡張を提供することができる。さらに、これによって好ましくは、領域の位置をずらさなければならない角度又は領域を並び替えなければならない角度が可及的に縮小されることが支援される。
【０００９】
偏向装置の別の好ましい実施形態は、光学的位置決め要素を用いて、視野の水平方向の伸長が拡張可能であることを特徴とする。このようにして、ライダセンサの認識領域を好適に拡張することができ、これによって、自動車の安全レベルが好適に向上させられる。
【００１０】
照明装置の別の好ましい実施形態は、光学的位置決め要素を用いて、位置決めされた視野の像点が縦長に形成されることを特徴とする。この方法は、ライダセンサの検出領域の好ましい拡張を実現することができる。なぜならば、縦長の像点を用いることによって、分解能は高くはないが、可動物体を認識する可能性が与えられるからである。このようにして、自動車における安全システム又は支援システムを、相応に適合化させることができる。
【００１１】
偏向装置の別の好ましい実施形態は、光学的位置決め要素が、反射式光学要素として、又は、屈折式光学要素として、又は、回折式光学要素として構成されていることを特徴とする。これにより、視野の所期の形成を実現するための様々な光学原理を使用可能とすることが支援される。
【００１２】
偏向装置の別の好ましい実施形態は、偏向装置が、反射式光学的位置決め要素及び／又は屈折式光学的位置決め要素及び／又は回折式光学的位置決め要素を有することを特徴とする。これにより、視野の所期の形成を実現するための様々な光学原理を使用可能とすることが支援される。
【００１３】
偏向装置の別の好ましい実施形態は、偏向装置が、偏向装置と視野との間の所定の距離からのみ位置決めされる特性を有することを特徴とする。好ましくは、これによって、複数の別個の光学的主要素を必要としないことが支援される。これによって、偏向装置は、技術的に統合化された位置決め要素と一体的に実現可能となることが支援される。
【００１４】
以下においては、本発明を、別の特徴及び利点と共に複数の図面に基づいて詳細に説明する。この場合、全ての開示された特徴は、特許請求の範囲におけるそれらの遡及関係に依存することなく、明細書及び図面におけるそれらの描写に依存することなく、本発明の対象を形成する。同一の構成要素又は機能的に同等の構成要素は、同一の参照番号を有する。これらの図面は、特に、本発明に必須の原理を明らかにするために考えられたものであり、それらは必ずしも縮尺通りに示されたものではない。
【００１５】
開示された装置の特徴は、対応して開示された方法の特徴から類似的に得られるものであり、逆もまた同様である。このことは、特に、偏向装置に関する特徴、技術的利点及び実施形態は、偏向装置を製造するための方法の対応する実施形態、特徴及び利点から類似的な方法で得られ、逆もまた同様であることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ライダセンサ用の従来の偏向装置を有する照明装置。
【図２】ライダセンサ用の別の従来の偏向装置を有するさらなる照明装置。
【図３】提案された偏向装置によって実現することが可能である異なる例示的な視野又は照明領域。
【図４】提案された偏向装置によって実現することが可能である異なる例示的な視野又は照明領域。
【図５】提案された偏向装置によって実現することが可能である異なる例示的な視野又は照明領域。
【図６】ライダセンサ用の偏向装置の第１の実施形態を有する照明装置。
【図７】ライダセンサ用の偏向装置の第２の実施形態を有する照明装置。
【図８】偏向装置の原理的な作用形態の原理図。
【図９】ライダセンサ用の偏向装置を製造するための方法の一実施形態における基本的なシーケンス。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施形態の説明
図１は、ライダセンサ用の従来の偏向装置３０を有する照明装置１００の構造を原理的に示している。この照明装置１００は、ビーム発生装置１０、好ましくはレーザを備えており、このレーザは、光の形態の電磁的送信ビームＳを、可動マイクロミラー２０上に照射する。マイクロミラー２０からの送信ビームＳは、反射鏡の形態の偏向装置３０上に反射され、この反射鏡は視野（英語：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ，ＦＯＶ）又は照明領域２００を照明する。この偏向装置３０を用いて、視野２００のサイズを所定の範囲にわたって形成することができる。その場合、視野２００の基本形状は、実質的に偏向装置３０の基本形状に対応する。マイクロミラー２０の周期的な移動によって、送信ビームＳが偏向装置３０を介して誘導され、それによって、視野２００全体を照明することが達成される。視野２００に配置された物体（図示せず）では、送信ビームＳが反射され、この場合は、反射された当該ビームが検出され、物体の距離の算出のために使用される。図１は、反射原理による偏向装置３０を示している。
【００１８】
図２は、透過原理にしたがって構成された別の従来の偏向装置３０を有する別の照明装置１００を示している。この場合には、偏向装置３０は、送信ビームＳのために、中央においては集束させ、縁部においては拡張乃至拡大する特性を有する透過光学系からなる。このようにして、図２に原理的に示されているように、視野２００の中央領域Ａは、丸い像点又は走査点Ｐを有し、視野２００の縁部領域Ｂ，Ｃは、拡張するように形成された又は縦方向に楕円形に形成された像点又は走査点Ｐを有する。
【００１９】
ここでは、照明領域又は視野２００を、ライダセンサ用に予め定められた検出領域に置き換えることが可能であるように変更することが提案される。その結果、これによって、視野２００内の走査点Ｐの任意の再配分と形状変化とが可能になる、ライダセンサの送受信光学系の適合化を実現することが可能となる。
【００２０】
可動マイクロミラー２０の形態の偏向ユニットにより設定される「機械的」視野は、光路内に設けられる光学要素によって、像点が実際に関心のある検出領域内で発生するように適合化される。それに対する光学要素のために、反射式（例えばミラー）、屈折式（例えば透過光学系）、回折式（例えば回折光学要素，ＤＯＥ）などの複数の物理的手段が存在する。
【００２１】
典型的には、視野２００の縁部領域は、高分解能では必要とされない。例えば、自動車において、偏向装置を有するライダセンサを使用する場合に重要なことは、車両走行車線への車両の割り込みを早期に認識することである。割り込み車両が近ければ近いほど、自車両にとってより危険である。割り込み車両の存在が自車両に近いほど、それは物体として大きくなって現れる。これは、大きな物体であるために、垂直方向の全ての視野をふさぐ。それ故に、この場合においては、高い垂直分解能は、不要である。より重要なことは、ライダセンサの水平方向の視野の拡張である。次いで、画像の中央において可及的に高い分解能の物体検出又は開放面認識を可能にするために、機械的な視野に応じて全ての垂直方向の像点が再び検出される。
【００２２】
図３乃至図５は、視野２００の変更の様々な可能性を、特に視野２００の水平方向の拡張に対する様々な可能性を示している。変更された視野２００の像点Ｐの数は、好ましくは、図示の全ての変形例において、元の視野１００の像点Ｐの数と同一である。
【００２３】
図３においては、左方に、例えば、図１の偏向装置３０を用いて実現することができるような従来の視野２００を示す。図３の右方の領域には、変更された視野２００が認識可能であり、そこでは、上方の領域において、中央領域の左右に付加される像点Ｐが欠落している。
【００２４】
図４は、変更された視野２００の別の変形例を示している。この場合においては、視野２００の像点Ｐの最上部の列と最下部の列とがそれぞれずらされて視野２００の上方と下方とに加算される。
【００２５】
図５は、変更された視野２００のさらに別の変形例を示しており、この場合、この変形例においては、垂直方向に拡張された像点Ｐを有する領域が主要領域の左右に挿入される。このようにして、照明装置１００（図示せず）の低い垂直感度と、高い水平感度とが支援される。
【００２６】
このようにして、上述の全ての変更された視野２００を用いることにより、視野２００の元の領域を越えた左右領域の検出が可能となり、このことは、視野２００の水平方向の拡張を意味している。その結果として、これによって、より広い視野又は認識領域を有するライダシステムが可能となり、特に、移動物体を、より良好に検出することが可能になる。
【００２７】
図６は、ライダセンサ用の偏向装置３０の第１の実施形態を有する照明装置１００を示している。ここでは、偏向装置３０が、光学的主要素３１と、光学的位置決め要素３２ａ，３２ｂとを備えていることが認識される。これらの光学的位置決め要素３２ａ，３２ｂは、光学的なくさび形の光学系として光学的主要素３２に挿入されるか又はこれに統合されている。その結果、このようにして偏向装置３０の「分割」タイプの光学系が提供される。このようにして、上方の位置決め要素３２ａが、視野２００の左方領域２００ａを照明することを支援する。下方の位置決め要素３２ｂは、送信ビームが視野２００の右方領域２００ｂを照明することを可能にさせる。その結果、これによって、全視野を水平方向に拡張することが可能になる。
【００２８】
図７は、提案された偏向装置３０のさらに別の実施形態を有するビーム発生装置１０を備えた照明装置１００を示している。ここでは、全部で４つの位置決め要素３２ａ乃至３２ｄが設けられ、それらが偏向装置３０の角部領域に配置され、視野２００の角部領域（図示せず）を照明することが認識可能である。
【００２９】
前述の偏向装置３０を用いることにより、その反射領域が所定の幾何学的又は所定の光学的自由形状面であり得る反射式光学要素を介した「機械的な」検出領域から「実際の」検出領域への（矩形から円形などの）任意の変換が可能である。ここで得ようとしている作用効果の置き換えのために、反射式及び／又は透過式及び／又は回折変更式の所定の数の要素を使用することができる。さらに、この目的のために、前述した要素の任意の組み合わせも可能である。
【００３０】
図８は、偏向装置３０の提案された効果を得るためには、偏向装置３０からの視野２００の所定の最小距離ｚ２が必要であることを原理的に示している。距離ｚ１が短すぎる場合においては、視野２００の領域Ａ，Ｂ，Ｃは、相互に重なるように配置される（「近位領域」）。偏向装置３０の幾何学的直径ｘの約１０倍に相当する距離ｚ２の場合に初めて、視野２００の領域Ａ，Ｂ，Ｃは、当該「遠位領域」においてそれぞれ別個に見ることができる。このようにして、偏向装置３０が、別個に又は統合的に構成された位置決め要素３２ａ乃至３２ｄを有する一体的な装置として形成され得ることが支援される。
【００３１】
図９は、ライダセンサ用の偏向装置３０を製造するための提案された方法の一実施形態における基本的なシーケンスを示している。
【００３２】
ステップ３００においては、光学的主要素３０が準備される。
【００３３】
ステップ３１０においては、少なくとも１つの光学的位置決め要素３２ａ乃至３２ｄが準備される。
【００３４】
ステップ３２０においては、光学的位置決め要素３１ａ乃至３１ｄが、光学的主要素３０との関係において、偏向装置３０を用いて所定の視野２００が照明可能となるように配置され、この場合、光学的位置決め要素３２ａ乃至３２ｄを用いて、視野の所定の数の像点が所定の範囲にわたって位置決め可能である。
【００３５】
好ましくは、光学的主要素３０と、少なくとも１つの光学的位置決め要素３２ａ乃至３２ｄとを準備する順序は、任意に選択可能である。
【００３６】
その結果、このようにして改善されたライダセンサ用の送信光学系が提供され、その場合は、ライダセンサ用に複数の送信光学系を組み合わせて使用することができることも自ずと理解されよう。
【００３７】
要約すると、本発明によれば、ライダシステムにおいて光の再配分のための多岐にわたる可能性を実現することが可能な、ライダセンサ用の改善された偏向装置が提供され、この場合、偏向装置は、マイクロミラーの限られた移動可能性を拡張可能にさせる。提案された偏向装置を備えるライダセンサは、好ましくは、自動車分野において、物体からの距離と物体の速度とを測定するために使用することができる。
【００３８】
その結果、これによって、特別に拡張された検出領域を提供し、かつ、それによって自動車の安全レベルを大幅に向上させることができる、改善されたライダセンサを実現することが可能となる。特に、物体を認識した際には、例えば、自動車のブレーキブースタやその他の支援システムの事前調整を行うことも考えられる。
【００３９】
当業者であれば、本発明の核心から逸脱することなく、本発明の多くの変更が可能であることも認識されるであろう。
【図１】
2019502122.tif 000003
【図２】
2019502122.tif 000004
【図３】
2019502122.tif 000005
【図４】
2019502122.tif 000006
【図５】
2019502122.tif 000007
【図６】
2019502122.tif 000008
【図７】
2019502122.tif 000009
【図８】
2019502122.tif 000010
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月13日(2018.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライダセンサ用の偏向装置（３０）であって、
光学的主要素（３１）と、
少なくとも１つの光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）と、
を備え、
前記偏向装置（３０）は、前記ライダセンサの視野（２００）を所定の範囲にわたって照明するように構成されており、
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて、前記視野（２００）の所定の数の像点（Ｐ）が所定の範囲にわたって位置決め可能である、偏向装置（３０）。
【請求項２】
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）は、前記光学的主要素（３１）の角部領域に配置されている、請求項１に記載の偏向装置（３０）。
【請求項３】
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて、前記視野（２００）の水平方向の伸長が拡張可能である、請求項１又は２に記載の偏向装置（３０）。
【請求項４】
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて位置決めされた前記視野（２００）の像点（Ｐ）は、縦長に形成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の偏向装置（３０）。
【請求項５】
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）は、反射式光学要素又は屈折式光学要素又は回折式光学要素として構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の偏向装置（３０）。
【請求項６】
前記偏向装置（３０）は、反射式及び／又は屈折式及び／又は回折式光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を有している、請求項５に記載の偏向装置（３０）。
【請求項７】
前記偏向装置（３０）は、当該偏向装置（３０）と前記視野（２００）との間の所定の距離からのみ位置決めされる特性を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の偏向装置（３０）。
【請求項８】
前記偏向装置（３０）と前記視野（２００）との間の距離は、前記偏向装置（３０）の光学的伸長の１０倍である、請求項７に記載の偏向装置（３０）。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の偏向装置（３０）を備えているライダセンサ。
【請求項１０】
ライダセンサ用の偏向装置（３０）を製造するための方法であって、
光学的主要素（３１）を準備するステップと、
少なくとも１つの光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を準備するステップと、
を備え、
前記偏向装置（３０）を用いて所定の視野（２００）が照明可能になるように、前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を前記光学的主要素（３１）との関係において配置し、
前記光学的位置決め要素（３２ａ乃至３２ｄ）を用いて、前記視野（２００）の所定の数の像点が所定の範囲にわたって位置決め可能である、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
偏向装置の別の好ましい実施形態は、光学的位置決め要素を用いて、位置決めされた視野の像点が縦長に形成されることを特徴とする。この方法は、ライダセンサの検出領域の好ましい拡張を実現することができる。なぜならば、縦長の像点を用いることによって、分解能は高くはないが、可動物体を認識する可能性が与えられるからである。このようにして、自動車における安全システム又は支援システムを、相応に適合化させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図３乃至図５は、視野２００の変更の様々な可能性を、特に視野２００の水平方向の拡張に対する様々な可能性を示している。変更された視野２００の像点Ｐの数は、好ましくは、図示の全ての変形例において、元の視野２００の像点Ｐの数と同一である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図６は、ライダセンサ用の偏向装置３０の第１の実施形態を有する照明装置１００を示している。ここでは、偏向装置３０が、光学的主要素３１と、光学的位置決め要素３２ａ，３２ｂとを備えていることが認識される。これらの光学的位置決め要素３２ａ，３２ｂは、光学的なくさび形の光学系として光学的主要素３１に挿入されるか又はこれに統合されている。その結果、このようにして偏向装置３０の「分割」タイプの光学系が提供される。このようにして、上方の位置決め要素３２ａが、視野２００の左方領域２００ａを照明することを支援する。下方の位置決め要素３２ｂは、送信ビームが視野２００の右方領域２００ｂを照明することを可能にさせる。その結果、これによって、全視野を水平方向に拡張することが可能になる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ステップ３００においては、光学的主要素３１が準備される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
ステップ３２０においては、光学的位置決め要素３２ａ乃至３２ｄが、光学的主要素３１との関係において、偏向装置３０を用いて所定の視野２００が照明可能となるように配置され、この場合、光学的位置決め要素３２ａ乃至３２ｄを用いて、視野の所定の数の像点が所定の範囲にわたって位置決め可能である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
好ましくは、光学的主要素３１と、少なくとも１つの光学的位置決め要素３２ａ乃至３２ｄとを準備する順序は、任意に選択可能である。
【国際調査報告】
2019502122.tif 000012
2019502122.tif 000013
2019502122.tif 000014
2019502122.tif 000015
2019502122.tif 000016
2019502122.tif 000017